碳元素是自然界中存在的与人类密切相关、的元素之一，它具有SP、SP2、SP3杂化的多样电子轨道特性，在加之SP2的异向性导致晶体的各向导性和其它排列的各向导性。因此以碳元素为构成元素的碳素材料具有各式各样的性质，并且新碳素相合新碳素材料还不断被发现和人工制得。事实上，没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成像三维金刚石晶体、二维石墨层片、一维卡宾和碳纳米管、零维富勒烯分子等如此之多的结构与性质完全不同的物质。表1给出了碳的化学键合及其形成的各种典型有机物、无机物和碳相的例子。

2锂离子电池用铜箔的性能要求

锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液组

成。充电时加在电池两极的电势迫使正极的嵌锂化

合物释放出锂离子，通过隔膜后嵌入六方片层结构的

石墨负极中:放电时锂离子则从片层结构的石墨中析

出，重新和正极的嵌锂化合物结合,锂离子的移动产

生了电流。锂离子电池的结构和充放电过程化学反

应原理虽然很简单,然而在实际的商业化应用中需要

考虑很多问题。例如,正负极材料的导电性能、充放电

电位、活性、脱插锂的结构稳定性能、倍率性能和安全性

能等，以及电解液的稳定性、导电性和环境适应性等。

除上述因素外，锂离子电池的内阻必须足够小，只有这

样才能保证使用的可靠性和较长的循环寿命。

铜箔在锂离子电池中既是负极活性材料的载体，

又是负极电子的收集与传导体,因此对其有特殊的技

术要求,即必须具有良好的导电性,表面能均匀地涂

敷负极材料而不脱落,并具有良好的耐蚀性。为了保

证涂敷在电解铜箔上的负极材料不会脱落,在制备时

必须加入合适的粘结剂。目前常用的粘结剂为

PVDF. PTFE SBR、LA 133等,其粘结强度不仅取决于

粘合剂本身的物理化学性能，而且与铜箔的表面特性

有很大关系。涂层的粘结强度足够高时，可防止充放

电循环过程中负极的粉化脱落,或因过度膨胀收缩而剥

离基片,降低循环容量保持率。反之如果粘结强度达

不到要求,则随着循环次数的增加，因涂层剥离程度加

重而使电池内阻抗不断增大。循环容量下降加剧。这就

锂离子电池是在锂电池基础上开发出的高能电

池。锂离子电池的雏形为锂电池,以作负极,

由于在放电过程中电解液与锂反应，在其表面形成锂

枝晶,刺穿电池隔膜,严重影响锂离子电池的使用安

全和循环性能'”,不能反复使用。由于锂在碳材料中

的嵌入反应电位接近锂的电位，且不容易与

反应，有很好的嵌脱锂性能，故商业化锂离子电池广

泛采用碳材料。1990年日本Nagoura等研制成以石

油焦为负极的锂离子电池;同年，两大电

池公司推出以碳为负极的锂离子电池;1991年日本

公司研发成功用聚树脂热解碳作负极的锂

离子电池°,从此***了锂离子电池应用的新时期。

常规锂离子电池负极的组成为石墨+导电剂+

粘结剂+集流体。石墨等负极材料需涂敷于导电集